ANSYS在结构分析中的应用

结合实例讨论了有限元软件ANSYS在结构分析中的应用,指出了ANSYS在结构分析中应注意的问题.     

基于ANSYS的烘缸应力分析与结构优化

针对高压铸铁烘缸在实际工作过程中其结构不连续区域容易出现断裂破坏等问题,课题组提出了利用有限元软件ANSYS对烘缸整体进行应力分析,得知烘缸的应力强度最大点位于轮毂与缸盖的联接处;采用增大轮毂与缸盖联接处过渡圆角半径的方法进行有限元分析,结果表明：该方法可有效地降低烘缸联接处不连续区域的最大应力,可使烘缸满足应力强度要求,提高烘缸的安全性能。     

基于ANSYS的星载计算机模态分析

以星载计算机OBC386模块为例，应用有限元软件ANSYS，分别采用单一实体单元和组合的壳、梁单元创建有限元模型进行模态分析，从有限单元数、固有频率、模态振型、计算时间及计算精度方面分析计算结果，得出较为合理的壳与梁单元组合的微小卫星结构有限元模型．从而为微小卫星整星结构动力学特性分析建立可靠的有限元模型奠定了基础．     

基于ANSYS的弹性支承的悬臂转盘-轴承系统模态分析

针对悬臂转盘系统在高速旋转时的振动、不稳定等现象,建立弹性支承悬臂转盘一轴承系统动力学模型并计算理 论临界转速,应用ANSYS有限元软件对带有预应力的转盘一轴承系统进行了模态分析,分析转盘系统额定转速、轴承支 承刚度、轴承间跨度和转盘厚度对转盘一轴承系统固有频率的影响,得到了各阶固有频率和固有振型。结果显示：额定转 速和轴承支承刚度是影响转盘一轴承系统模态参数的主要因素,在相同工况条件下,同阶固有频率与额定转速成一元三 次方程变化。同时转盘系统固有频率都随着额定转速和轴承支承刚度的增大而增大。     

ANSYS在悬索桥锚碇可靠性分析中的应用

大型有限元计算软件ANSYS界面友好、使用方便，在桥梁工程中具有广泛的应用前景。以北盘江特大桥锚碇结构为例，采用ANSYS建立了该结构有限元模型，其中考虑了结构自重、主缆索拉力、预应力、温度场及边界条件等因素，在此基础上采用子空间迭代法对其进行了整体受力分析。分析结果表明了该重力式锚碇结构内部受力大小及分布情况，再结合现场测试结果对该桥锚碇整体结构可靠性进行分析研究。对大跨径悬索桥锚碇结构的设计、施工及养护维修具有一定的参考价值。     

ANSYS在TBM步进支撑台座设计中的应用

采用TBM全断面隧道掘进机施工,步进支撑台座的可靠性和经济性是保证工程顺利进行的前提。结合罗宾斯TBM步进方案,选用合理可靠的步进支撑台座,应用ANSYS软件建立有限元模型,以求在保证TBM安全通过的前提下,确定出混凝土标号、浇注量及是否需要配筋等内容来解决施工经济性与便捷性问题。     

ANSYS在张力膜结构找形分析中的应用

找形分析是膜结构与其它一般刚性结构在计算上的一个显著区别。这个过程是一个强烈几何非线性的计算过程,进行编程求解有一定难度。文章介绍了膜结构找形的计算理论,并借助通用有限元软件ANSYS对膜结构的找形问题进行叙述,最后给出找形算例,证明采用ANSYS进行膜结构的找形计算是切实可行的。     

常见浅基础形式的ANSYS仿真分析

主要探讨在与规范方法假定一致的条件下或在规范的框架下,如何利用有限元方法实现大型复杂基础的计算分析问题。通过讨论基于E.Winkler地基模型的计算如何简单有效的模拟土的问题,研究了浅基础计算分析的ANSYS实现方法。最后通过具体算例,介绍了其在各种常见基础形式中的应用,并与规范算法结果进行分析对比。结果具有一定的理论意义和工程实践应用价值。     

基于ANSYS的中药浸膏微波真空干燥罐体的结构优化

针对中药浸膏微波真空干燥设备工作时出现的封板反复变形及旋转轴与封板连接处气体泄漏的问题,文章基于 ANSYS的手段和理论分析,设计了旋转轴支撑方式的封板以及旋转密封与平面密封相结合的密封方式,优化了中药浸 膏微波真空干燥罐体的结构。改进后的设备结构受力均匀,最大应力发生在封板近中央处,封板的变形及设备漏气的问 题得到了有效的控制。优化设计提高了设备的安全性及可靠性。     

基于ANSYS Workbench的胶带硫化罐吊装机械手动力学研究

为了研究胶带硫化罐吊装机械手整机的动力学特性,应用有限元分析软件ANSYS Workhench建立有限元模型并 对其进行了静态结构分析、模态分析和谐响应分析,得出了吊装机械手的静态结构应变、前6阶模态和在额定负载作用 下的谐响应特性。通过对结果的分析,找出了该机械手Z轴的刚度和伺服电机的运动参数是影响该机械手稳定性的主 要因素,为后续优化设计和控制系统设计提供了理论依据和参考。     

基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁极限承载力分析

利用通用有限元分析软件ANSYS对一钢筋混凝土简支粱进行极限承载能力分析，详细比较了采用ANSYS中不同本构关系和破坏准则所得结果，比较ANSYS的分析结果和试验结果，可以认为利用ANSYS对钢筋混凝土简支梁进行极限承载能力分析能够获得正确可靠的结果。     

基于ADAMS和ANSYS的自行车车架分析

为分析自行车车架在危险冲击载荷作用下的安全性,使用三维造型软件建立了自行车车架前叉组合的三维实体模型,在ADAMS中完成虚拟样机的建立。为使仿真过程与实际情况更加接近,将车架作为柔性体处理。完成运动学分析后将提取的载荷文件导入ANSYS对车架加载,进行有限元分析。根据应力结果对车架结构设计进行安全性评估,对车架的结构设计提出改进方案,确保车架结构安全性和经济性。     

基于ANSYS的压力容器表面凹坑缺陷安全评定分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了移动式压力容器筒体外壁表面凹坑（轴向和周向）的有限元模型。结合筒体表面凹坑的应力理论计算,研究探讨了在恒定内压下,筒体表面凹坑缺陷处的应力分布与凹坑几何尺寸之间的关系。以第三强度理论作为仿真终止判据,获取凹坑各几何参量的阈值,利用MATLAB对阈值进行最小二乘拟合,绘制出凹坑缺陷的安全评估参考曲线。拟合结果表明：轴向和周向凹坑对筒体局部结构强度的影响不同,对应的安全评估参考曲线存在区别。     

基于ANSYS分析的安全阀研磨支架优化设计

针对目前安全阀阀座维修效率低,劳动强度大的难题,开发出新型阀座研磨维修设备。采用SolidWorks软件建 立研磨机构三维实体模型,根据理论力学原理对支架梁结构进行受力分析,将分离的支架模型导入Workbench中。基于 ANSYS静力学分析理论,对支架机构进行静力学分析,分别得到应力云图、变形云图。依据工程材料轻量化设计原则, 对支架进行综合优化设计,并从理论上验证支架结构的安全性能。对比优化前后支架主要参数的变化,结果表明：优化 后支架的质量和体积减少38. 7%,有效降低了生产成本。     

无摩擦气缸活塞的结构变形分析

针对超低频悬挂装置刚体往复运动的无摩擦要求,设计了一套新颖的无摩擦气缸一活塞结构。建立了无摩擦气 缸一活塞应力计算模型,得到气缸和活塞结构应力计算公式。利用ANSYS Workhench建立无摩擦气缸一活塞的气膜仿真 计算模型,计算得到气膜沿活塞轴向的压力分布情况,利用单向流固耦合模块将气膜压力加载到无摩擦气缸一活塞上,基 于线性静力结构分析模块Static Structural计算无摩擦气缸一活塞应力和应变分布,对结果做出分析,对无摩擦气缸一活塞 结构不合理之处提出了解决方案。     

基于ANSYS二次开发的圆柱壳双开孔接管应力分析

针对过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构模型,以ANSYS10.0为平台,Visual Basic6.0和APDL语言为开发工具,进行了参数化有限元平台设计,有效地提高了设计效率。并进一步利用此平台进行分析计算,得到了在不同载荷工况、不同接管间距下,相邻两接管间经向筒壁的薄膜应力强度分布规律,为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

基于VB与ANSYS的二次开发的冲压成形参数化设计

针对基于ANSYS在进行冲压成形分析时界面操作可视化差,难以形成参数化分析的问题,对VB封装ANSYS设 计编程的可视化、参数式操作界面进行研究。设计了冲压参数化设计分析流程与主要程序界面;提出VB对ANSYS封装 调用以及生成APDL参数化分析语言的基本方法和关键编程语句,并以V形件弯曲成形参数化分析模块为例,介绍了界 面程序的使用与功能。该方法能让设计人员快速、高效地对冲压成形工艺进行分析,并根据结果指导相关模具的设计开 发,提高设计效率,减低ANSYS使用难度。该研究已投入企业实际应用,取得了良好效果。